制砂机(立式冲击式破碎机)的发展历史

time时间:2011-09-03   作者:制砂机   版权所有:制砂机  禁止转载和抄袭

    砂石整粒机简述

    冲击式制砂机(立式冲击式破碎机)、砂石整粒机、设计计算、作用机理、发展趋势。上世纪80年代,巴马克(Barmac)立式冲击式破碎机的出现,是成功地应用细碎技术的典范,它能提供立方体形的物料。特别是用于制砂领域,在砂的质量,产量方面,得到了一致的公认和好评。甚至成为制砂机的同义词。故20多年来,立式冲击式破碎机得到迅猛发展。世界上各个公司均相继研发了各种各样形式的立式冲击式破碎机。国内许多公司也相应推出了引进、仿制、改进的立式冲击式破碎机,砂石行业称为冲击式制砂机。为了规范冲击式制砂机的市场,建材部制定了“冲击式制砂机”JC/T 1013-2006行业标准自2006年11月1日正式实施。它的实施,标志冲击式制砂机有了一个规范,对冲击式制砂机的定义作了明确的规定,它的制定是参照了国外一些生产厂商的技术参数,结合国内大多数厂商的实际情况,定出了技术参数,同时对今后的发展又留有的余地,故不失为一个国内的先进标准。

    一般而言,一个机制砂系统在设备选型时,应依据岩石的抗压强度,二氧化硅含量,物料水分以及对产品的质量、产量要求等因素,来选择不同破碎机理的设备,以达到良好的效果。其头破大多选用颚破。二破一般选用圆锥破或反击破。三破即为冲击式制砂机。因此,冲击式制砂机用来制砂是制砂机器中成功的一种,也是制砂机器的推荐产品。由于二破选用圆锥越来越广泛,但圆锥的出料粒度较差,为了使粒形趋于立方体,冲击式制砂机的衍生机——砂石整粒机应运而生。经过砂石整粒机可使粒形趋于立方体,针片状物料也很少,故该机器的发展也十分迅猛。为了设计出符合用户需要的整粒机,有对砂石的性能有所了解。

    一、岩石的种类
    自然界中岩石按其形成过程可分为三大类。
    1, 火成岩:它是由地下深处的岩浆经火山爆发流在地表表面或者岩浆向地表表面上升过程中受到冷却而形成的岩石。其岩石种类主要为流纹岩、安山岩、玄武岩、页岩、辉绿岩、花岗岩、片岩、角闪岩、斑岩、橄榄岩等。
    2, 沉积岩:地表的岩石,经长时间的风化和大自然的搬运与堆积而形成的岩石。其岩石种类主要是泥岩、贝壳岩、凝灰岩、凝灰角闪岩、石灰岩、铁矿岩、白云岩、燧岩等。
    3, 变质岩:地下的岩石在高温、高压的作用下,矿物组成与结构发生变化而形成的岩石。其岩石种类主要是结晶片岩、千枚岩、片麻岩、蛇纹岩、角闪岩、大理石、粘板岩等。

    二、砂石整粒机的作用机理
    砂石整粒机是利用其高速离心产生的动能,把物料抛出,得到能量的物料与物料间的碰撞,引起能量交换的连锁反应:大质量的物料与较小物料的碰撞,形成剧烈的冲击而沿其自然裂纹碎裂,较低能量的中等粒度的物料与前面冲击产生的物料及其它物料相遇形成冲击劈裂和磨蚀,而能量较小的物料也以高速运动,产生一种“砂喷”现象,使之绕破碎腔汹涌地涌动,从而发生相互碰撞,磨擦和研磨,使粒形趋于立方体,直至失去足够的速度掉出粒子云从而离开破碎腔。从设计角度而言,转子的线速度一般在40~60m/s。

    三、 我公司同类产品SCBL砂石整粒机介绍
    SCBL砂石整粒机是我公司与日本神户制钢合作生产的SX冲击式破碎机的基础上进行改进设计而成的。它是一种闭式转子自衬式、转子给料的破碎机。其破碎作用是物料由上部进料口进入,落到高速旋转的转子中心部,落下的物料在转子强大离心力作用下,被高速抛出,与原来只存在物料架上的物料相碰撞而被破碎。被破碎的物料向上弹出,继续与抛出的物料相撞,多次粉碎成立方体物料。它是由进料斗、转子、轴系、破碎室、底座、电动机底座、电动机等零部件组成。在物料进料口两侧,备有空气循环装置,使其转子旋转所产生的风,在循环装置内循环,以减少排到外面的灰尘量。它分成4个规格,即SCBL700、SCBL900、SCBL1000、SCBL1200。每一规格根据不同用户的要求分别有二种或三种不同的转子转速和多种电机功率,组成几十种组合。由于是闭式转子,装有镶硬质合金刀片的外刀,故对进料粒度的控制十分严格,且不允许有铁块进入,以免冲坏硬质合金刀片,整个转子采用堆焊耐磨焊条的方式来保护转子本体,故一旦磨损,工作量较大,其工艺要求也较高,也不能的一次又一次。其易损件的使用寿命在破碎河卵石时大约为500小时左右。

    四、砂石整粒机的计算

    1, 处理量的确定
    处理量计算大致可用如下公式计算
    Q=3600AρVω2R t/h
    A——补偿系数 0.7~1.2t/m*h
    转速越高取小值,转速低取大值
    ρ——物料密度 t/m3
    V——转子出口的总体积m3
    V=mV1
    m——转子出口数
    V1——单个出口的体积 m3
    ω——转子旋转圆频率(弧度)
    ω=2πn/60
    n——转子转速 r/min
    R——转子半径 m

2, 电机功率的确定
    同一规格的机器可选用不同的电机功率,以满足不同的需要,因此其功率的确定不过是一个范围,一般而言,可用下述公式表达:
    N=Φ(0.03~0.15)D2n kW
    N——电机功率 kW
    Φ——补偿系数 0.8~1.8m2r*kW/min
    视转子直径大小而定,转子直径越大,Φ值越大
    D——转子直径 m
    n——转子转速 r/min
    3, 转子线速度的确定
    转子线速度并非越高越好,因为破碎每一种物料均有一个更佳值,这尽量要做试验而定,在一般情况下,设计时在40~60m/s内选取,只要保证所破碎的效果能达到用户要求,线速度取低一些为好,这样对机器的寿命是有好处的。
    4, 转子主轴强度计算
    一般可按设计手册上有关轴的强度计算来计算。
    5, 转子动载荷的计算
    由于制造等问题,当机器工作时,有一动载荷出现,故须按有关手册,计算动载荷,以避免出现不良问题。

五、砂石整粒机的发展趋势
    1. 向大型化发展
    为了满足各种不同用户的需要,为了满足更大的产量,其转子直径也越来越大,电机功率也越来越大。这样允许进料的粒度也越来越大,甚至在一些场合,可作为二破使用。即机器的适用范围越来越宽。目前国外砂石整粒机其转子直径已达1600mm,允许通过量达1500t/h,进料粒度达180mm,我公司目前转子直径为1200mm。

    2. 型式多样化
    目前砂石整粒机已发展成开式转子和闭式转子二大类,每一大类又分为带反击衬板(即石打铁)和不带反击衬板(即石打石)。且每一规格的机器中又有几种不同的转子转速,几种不同的电机功率和几种不同转子出口数,进料有中心给料和中心给料加周边给料等方式,从而组合成不同的通过量,不同的破碎效应,根据用户需要,达到所需效果,且为了满足用户特定粒度的需求,甚至可制成带部分反击板的腔型,即配置的多样性和灵活性得出充分体现。

    3. 全自动控制
    一台机器的控制系统也是多样化,一般用户可采用常规控制,特殊用户采用计算机或PLC控制。运行中可远距离显示工作状态下的机器各种参数,如轴承的温度,机器的振动,瞬时的通过量,润滑油的质量情况等等。也可通过无极调速调整转子不同的转速,适应不同物料,达到不同的出料粒度。

    4.向绿色环保破碎机发展
    砂石整粒机,就目前来说,还是作为细破及整形较多,故其粉尘问题是要解决的,这也是环保的需求。从发展趋势看,可采用空气再循环的设计,来解决粉尘外溢之事,也可在出料口皮带机附近设置空气收尘装置,也可以在机器内部出料口附近设置水喷雾装置,以降低粉尘的外泄,甚至可以设计适合湿破的立式冲击破碎机等。总之,谁在环保上取得成功,其必然在冲击式制砂机上更进一步,必然会受到市场的宠爱。

    5.设计中新材料,新工艺,新技术的应用逐渐广泛
    由于砂石整粒机使用工况特别恶劣,故机器零部件的使用寿命,特别是易损件的使用寿命引起人们的关注。为了提高使用寿命,降低运行成本,减少停机时间,涌现了不少新工艺,新材料,新的设计理念,如设计中采用模块化设计,这样,只要有几个基本模块,其余模块和基本模块的排列组合,可衍生成几十种甚至上百种不同用途的机器,以满足用户的不同需求。其易损件使用的耐磨材料也采用了新的研究成果。如用复合材料,或材料上的镶嵌方式,工业陶瓷在耐磨件上的使用,碳化钨的喷涂等,都在使用或试验之中,在设计中还使用有限元分析,进行虚拟仿真或快速成型技术,以求得优设计方案。同时对立式冲击破碎机的冲击碰撞理论也进行了深入研究。如物料的粒度与形状对冲击时间的影响,冲击时间与速度的关系,不同物料对冲击时间的影响,碰撞的角度和速度的研究。出料粒度数学模型的建立和预测等都在进程之中。甚至可采用高速度摄影技术来观察物料的破碎过程,以加深理论的研究。

    6.成套化的研究
    一个机制砂系统,必然是一个成套设备,其成套设备的选用,即不同设备破碎同一种物料的效果是不同的,故须对其成套化加以研究。选择设备时,必然要结合用户对机制砂的具体要求,所破碎物料的特性,如物料的抗压强度、晶粒状态、二氧化硅含量、水分含量、选择机型的经济性等方面加以综合考虑。一般按砂石料的加工工艺分为湿法和干法二种,其典型的生产流程往往以≤60mm的砂石作为原料供给砂石整粒机。对于砂石整粒机是采用“石打石”还是“石打铁”视工艺要求,一般来说“石打石”粒形较好,但细度模数略高,粉量较低,“石打铁”粒度均匀性较差,粉量较高,但细度模数较小。如采用二段破碎,可用圆锥破碎机+冲击式制砂机或反击式破碎机+冲击式制砂机,对于易碎性物料,选用反击式破碎机,其出料粒形较好,对难碎性物料,采用圆锥破碎机,但其针片含量可能要超标,有些地方,由于物料较大,须采用三段破碎,则头破一般采用颚破,当然对于特别大型采石场,头破也可采用旋回破,但一般来说,头破所破物料的出料粒度中大石含量比例旋回破是高于颚破的。总之,一个优化的成套制砂系统是达到用户要求的保证。

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